浅谈周期荷载作用下岩石三轴疲劳特性实验研究

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1、上海交通大学硕士学位论文周期荷载作用下岩石三轴疲劳特性实验研究姓名：章清叙申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：葛修润20050101硕士学位论文摘要周期荷载作用下岩石三轴疲劳特性实验研究摘要在岩体工程运营阶段周期荷载作用下岩石的力学性质对岩体工程的长期稳定性具有重要意义地壳中岩体处于三向应力状态下因而充分认识并掌握三向应力状态下周期荷载作用时岩石的宏观力学响应特征疲劳变形特性及不可逆变形的发展规律有助于正确认识岩体的疲劳损伤破坏机理对科学地评价岩体的长期稳定性使用效能和合理地进行岩基的抗疲劳设计具有重要的理论意义及工程应用价值本文利用先进的RMT150B岩石力学试验系统对花岗岩大理岩和

2、红砂岩三种典型的岩石试件进行了室内三轴压缩状态下不同围压时静态应力-应变全过程实验和相应围压时正弦波作用下的等幅疲劳试验实验结果发现三轴周期荷载作用下的岩石疲劳破坏时的变形量与应力上限(s-s)水平线在相应围压下静态应力-应变全过程13曲线后区对应的变形量相当简单地说就是岩石的疲劳破坏完全受到静态全过程曲线的控制对比分析单轴情况下得到的实验结果I硕士学位论文摘要从而更全面地从变形的角度定义了岩石的疲劳破坏准则对影响岩石三轴疲劳寿命和疲劳破坏进程的因素进行了分析重点明确了周期荷载的上限应力是影响岩石疲劳寿命和疲劳破坏进程的首要因素并从理论的角度对影响机理进行了简单探讨研究了岩石三轴疲劳破坏的全

3、过程并结合单轴情况下得到的实验结果粗略地探讨了周期载荷作用下岩石的轴向变形三阶段发展演变规律将岩石的疲劳过程分为初始阶段等速阶段和加速阶段从损伤的角度对岩石的疲劳破坏形式进行了描述和分析进一步刻画了周期荷载作用下岩石的性能劣化过程和演变机制简要揭示了岩石疲劳破坏的机理关键词岩石疲劳三轴周期荷载不可逆变形II硕士学位论文摘要TESTINGSTUDYONFATIGUECHARACTERISTICSOFROCKUNDERCYCLICLOADINGWITHTRIAXIALCOMPRESSIONABSTRACTIntheoperatingstageofrockmassproject,fatiguech

4、aracteristicsofrockundercyclicloadinghavesignificanteffectonlong-termstabilityofrockmass.Intheearthcrust,rockmassisunderthree-dimensionalstressstate,soitisveryveryimportant,bothintheoryandinengineeringapplication,forustofullyunderstandandmastermechanicalmacro-responsecharacteristics,fatiguedeformat

5、ioncharacteristicsandirreversibledeformationdevelopinglawofrockunderthree-dimensionalstressstate,whichmustbeveryusefulforustounderstandcorrectlythemechanicsofrockfatiguedamage,evaluatethelong-termstability,operatingeffectivenessofrockmassanddesigntheparameterindesigningfatigueresistanceofbatholit.I

6、nthispaper,toexplorecharacteristicsoffatiguefailuredeformationofthreetypicalrocks—granite,marbleandsandstoneundertriaxialcompressionandcyclicloadingconditions,completeprocedurestress-straintestingunderdifferentlevelsoftriaxialcompressionandfatiguetestingundercorrespondingtriaxialcompressionconditio

7、nsaresystemicallycarriedonwithadvancedrockmechanicstestingsystemnamedonRMT-150B.Testingresultsshowthat:theterminalstraincorrespondingtofatiguefailureisequaltothestraincorrespondingtothepointthatthepost-peak